ЗАГАЂЕЊЕ ТЛА: УЗРОЦИ, ВРСТЕ, ПОСЛЕДИЦЕ - ЖИВОТНА СРЕДИНА - 2024

Загађење земљишта је њихова хемијска или физичка деградација утиче на њихову еколошку и антропогених корисност. Када су тла загађена, настају неравнотеже које негативно утичу на живот у екосистему.

Прије 70-их година 20. вијека, загађење тла није добивано на значају. Међутим, све више информација се накупило у вези са утицајем на животну средину насталом овом врстом загађења.

Загађивање тла усљед рударства у Аустралији. Извор: ЦСИРО

1972. Европска заједница је објавила "Европску повељу о тлу". У овом документу тло је класификовано као драгоцени ресурс који је лако уништити и који се мора заштитити.

Физичко-хемијске карактеристике тла одређују механизме интеракције са загађивачима. Његов карактер као порозне матричне променљиве у саставу, укључујући гасовиту и течну фазу, омогућава задржавање загађивача.

Међу узроцима загађења тла је неадекватно управљање чврстим, течним и гасовитим, градским и индустријским отпадом. Отпад бачен на земљу или отпадне течности убачене у њега садрже велику количину загађивача, а кисела киша узрокује закисељавање.

Рударске и нафтне активности узрокују физичку и хемијску деградацију тла. У том смислу, један од највећих проблема је онечишћење тла тешким металима.

С друге стране, пољопривредне активности такође погоршавају тла због прекомерне употребе агрохемикалија и пољопривредних машина. Гнојива и пестициди утичу на популацију микроорганизама у земљи и биљкама.

Најчешћи загађивачи тла су тешки метали, агрохемикалије, соли, чврсти отпад, органски отпад и биолошки загађивачи. Ови загађивачи узрокују хемијску, физичку, биолошку, термичку и визуелну контаминацију тла.

Загађење тла узрокује јавноздравствене проблеме када се загађују биљке и вода. На исти начин пејзаж је деградиран и нанесени су огромни економски губици.

Налазимо примере загађења тла у нафтној индустрији, као што је то био случај у источном Еквадору где су изграђени запорни рибњаци. Те лагуне нису биле добро запечаћене и разне токсичне материје су инфилтрацијом загађивале тло.

Веома распрострањена ситуација загађења тла су такозване санитарне депоније. У Буцараманга (Колумбија) се чврсти отпад депоновао са лошим управљањем више од 40 година, постајући извор болести.

Други пример је случај Цано Манамо у делти реке Ориноцо (Венецуела) због лоше замишљене инфраструктуре и развојног пројекта. Овде је изграђен насип-пут који је служио као насип и изменио водни режим подручја, проузрокујући закисељавање тла.

Решења проблема загађења тла заслужују свеобухватно управљање које обухвата превенцију и обнову.

Превенција захтева спровођење одрживог приступа развоју. Треба се усредсредити на пољопривреду, као и на управљање градским и индустријским отпадом и емисијама.

Обнова контаминираних тла укључује низ технологија усмерених на уклањање, неутрализацију, задржавање или имобилизирање загађивача. За то се користе хемијска, биолошка и физичка средства.

карактеристике

- Тло

Тло је производ распадања подножја физикалним, хемијским и биолошким факторима. Он чини површински слој земљине коре који је подвргнут геолошким процесима распадања матичне стене.

Ерозија и седиментација, као и клима (киша, ветар, влага и температура) доприносе формирању структуре тла. Са друге стране, жива бића такође активно учествују у процесу формирања тла (педогенеза).

Деловање бактерија, гљивица, црва и других живих бића деградира органску материју и честице тла.

Екосистем

Тло је екосустав који укључује физичку (честице тла), гасну (ваздух) и течну (водену) фазу у којој међусобно дјелују абиотски (неживи) и биотски (живи) елементи.

Међу абиотским елементима су разни минерали, вода и гасови као што су ЦО2 и О2. Унутар биотике постоји разноликост микроорганизама (бактерија, гљивица, протозоа, нематода), црва, као и инсеката, гмизаваца и сисара.

Физичко-хемијске карактеристике

Постоје различите врсте тла, дефинисане пореклом и физичко-хемијским карактеристикама.
Изворно подножје дефинира основне карактеристике тла док дјеловање околишних и биолошких фактора доприноси његовој еволуцији.

Елементарна својства тла дају се његовом структуром, текстуром, садржајем влаге и хемијским саставом (углавном органске материје).

Структура је повезана са величином и распоредом агрегата тла и њиховом вертикалном дистрибуцијом. На тај начин у тлу се формирају слојеви или хоризонти са одређеним карактеристикама и пропорцијама песка, муља и глине.

Садржај воде је важан за хемијске и биолошке процесе који се дешавају у земљишту. Соларно зрачење греје земљу и та енергија катализује разне реакције, чак и омогућавајући подземни живот.

- Механизми контаминације и интеракције загађивача тла

Наведене компоненте и својства тла одређују интеракцију тла и загађивача и утицај који може постојати.

На основу тога различити су механизми загађења који делују на тло. Они укључују физичке процесе као што су задржавање загађивача у структури тла или њихова инфилтрација, дифузија и транспорт.

Поред тога, у тлу се дешавају и преинаке, трансформације и уопште хемијске промене услед дејства загађивача. У овом случају, најрелевантнији су хемијски и биолошки процеси (биотрансформација и биодеградација).

- Показатељи квалитета тла

Биолошки индикатори

Веома важан показатељ је брзина дисања која омогућава процјену биолошке активности у тлу. Она се мери еволуцијом угљен-диоксида која настаје разградњом органске материје.

Заузврат, биолошка активност зависи од фактора као што су влага, температура, садржај кисеоника и органске материје у земљишту. Остали биолошки показатељи су минерализација азота угљеника, фиксација азота, укупна биомаса и мерење одређених ензима.

Садржај влаге

Постоји оптимални садржај влаге за развој биолошких процеса у земљишту. То је око 60% пора пора јер би већа влага утицала на доступност кисеоника.

Плодност тла

Плодност се даје и садржајем и доступношћу основних минералних елемената за исхрану биљака. Укључују макронутријенте (азот, фосфор, калијум, калцијум, магнезијум и сумпор) и микронутријенте (гвожђе, цинк, манган, бор, бакар, молибден и хлор).

Киселост

Одређује се количином хидроген јона у раствору тла. Што је већа количина водоничних јона, киселије је тло и то утиче на доступност одређених хранљивих материја.

Већина хранљивих састојака доступна је при пХ од 5,8 до 6,5 (благо кисела).

Сланост

Односи се на количину растворљивих у води соли које су присутне у земљи, а доминантна со је натријум хлорид. Висок садржај соли утиче на плодност тла.

Узроци загађења тла

- Рударство и нафтна активност

Контаминација тла арсеном у Данској. Извор: Боцхр

Рударство

Рударска активност је једна од најнегативнијих за тла, јер уништава подлоге и његову структуру. Поред тога, додаје веома токсичне загађиваче у земљу као што су разни тешки метали.

На пример, вађење злата контаминира тла и водена вода живом и арсеном.

Нафт

Заостали муљ добијен екстракцијом угљоводоника представља озбиљан проблем загађења тла. Његов састав укључује тешке метале (кадмијум, жива), угљоводонице и друга једињења.

Неке савремене технике попут хидрауличког ломљења (фрацкинг) додатно повећавају степен загађења.

Фрацкинг се састоји од разбијања стене у ниже слојеве, ослобађања заробљеног гаса и нафте. У овом процесу се додаје више од 600 хемијских материја које на крају контаминирају тло и воду.

- Пољопривреда и узгој

Агрохемикалије

У пољопривреди, посебно у интензивној монокултури, користи се велика количина пестицида и ђубрива. Пестициди између осталог укључују хербициде, инсектициде, фунгициде, бактерициде.

Инсектициди и хербициди у многим случајевима загађују земљиште остатком активних састојака. Гнојивима се додају нитрити, нитрати, а фосфатна ђубрива су извор кадмијума.

Прекомерна хемијска гнојива могу изазвати киселост у земљишту и неравнотежу у популацији микроорганизама.

Вода за наводњавање

Вода за наводњавање је главни узрок слане соли тла због садржаја соли. Поред тога, водом за наводњавање земља се може контаминирати микроорганизмима или тешким металима.

Изливање горива

Пољопривреда пољопривредом загађује тло коришћењем машина, што представља претњу изливањем горива и нафте.

- Индустријски отпад

Директан

Овисно о природи индустрије, постоји вишеструки отпад који може завршити контаминирање тла. Конкретно, отпадне течности носе тешке метале, раствараче, детерџенте и друге опасне хемикалије на земљу.

На пример, кадмијум је веома чест загађивач произведен од никл-кадмијумске индустрије батерија. Такође се користи као стабилизатор у индустрији ПВЦ пластике или у металуршкој и индустрији електронике.

Индиректан

Емисија претходних гасова као што су азотни оксиди, сумпорни оксиди и угљен диоксид узрокују киселе кише. Ове киселине када досегну тло модификују његов пХ и производе закисељавање.

Сагоревање угља у термоелектранама ствара ЦО2 (главни стакленички гас) и друге загађиваче. На пример, сагоревање угља је важан извор живе који одлагањем контаминира тло.

Процењено је да 74% загађења тешким металима потиче од пепела изгарања.

- Градски отпад

Чврсти отпад и градски отпадни извори су извор свих врста загађивача који дођу до тла услед свог лошег управљања. Санитарне депоније садрже огромне количине пластичног отпада, батерија, органског отпада, метала, електронских уређаја.

Деградација пејзажа услед загађења тла. Извор: Кеннетх Аллен / Смеће, Друмадуфф

Аутомобилски саобраћај

Сагоревање фосилних горива извор је онечишћења тла таложењем, што је врло озбиљно када укључује оловни бензин.

- Неадекватна инжењерска пракса

Неки радови мијењају екосистеме узрокујући деградацију тла. На пример, насип, пут или железница могу да прекину проток воде до неког подручја или да га повећају.

Ако се одвод воде на земљу прекине, она може да се осуши и еродира или повећа концентрацију соли. Ако се спречи одлив воде, тло ће се поплавити и подвргнути се поступцима аноксичности и оксидације.

Главни загађивачи

- Тешки метали

Тло има одређену природну концентрацију тешких метала, зависно од матичног материјала из којег је добијено (матична стијена). Проблем контаминације настаје када човеку додају додатне количине које повећавају поменуту концентрацију.

Најчешћи тешки метали

Најзаступљенији тешки метали који загађују су олово, кадмијум, никл, бакар, коситар, жива, арсен, хром и цинк. У ову категорију спада и алуминијум упркос томе што је лакши метал.

Концентрација ових метала у неким тлима је двострука него што се обично налази у земљиној кори. На пример, у случају кадмијума може бити и шест пута већи.

- Радиоактивни елементи

Радиоактивни елементи попут урана су врло опасни загађивачи због озбиљних утицаја на живот. Они се додају у земљу цурењем из лежишта радиоактивног отпада или несрећама у нуклеарним постројењима.

Радиоактивни атоми се такође могу уклонити из нижих слојева активностима бушења. На пример, још увек постоје велики трагови украјинског и белоруског тла загађених због несреће у Чернобилу 1986. године.

Штавише, када се догоди хидраулично ломљење, радиоактивни материјали попут радијума, радона, уранијума и торијума могу да се задрже.

- Изађи

То су у води растворљиве соли које формирају високо концентроване растворе попут јона натријума, калцијума, магнезијума, калијума, хлорида, сулфата, карбоната и бикарбоната.

Комбинације са највећим проблемима сланости у тлима су натријум хлорид, магнезијум сулфат и натријум сулфат.

- Агрохемикалије

Гнојива

Неорганска ђубрива када се користе у вишку постају загађивачи стварајући нутритивне неравнотеже, сланост и киселост тла. Према ФАО-у, у свету се годишње потроши више од 200 милиона тона ђубрива.

Пестициди

Неселективна употреба пестицида узрокује озбиљне проблеме контаминације јер хербицид атразин који се користи за сузбијање корова у кукурузу је заостао. Ови хербициди замућују биогеокемијске циклусе мењајући микробне заједнице и динамику угљеника и азота.

Само у Бразилу се користи око 1.000 тона пестицида годишње, а у Аргентини се користи више од 300 милиона тона гликофосатног хербицида.

Глифосат изазива озбиљне здравствене проблеме, посебно утиче на нервни систем.

- Гнојевка

Ово укључује све врсте органског отпада из пољопривредних и сточарских активности. За контаминацију тла нарочито су релевантне излучевине животиња и угинуле животиње.

У тим случајевима отпад може бити средство за патогене организме који контаминирају прехрамбене производе контаминацијом тла.

- Чврсти отпад

Главни чврсти отпад који загађује тло је пластика, која заузврат ослобађа отровне материје као што су диоксини. Поред тога, грађевински остаци, одбачена електроника, батерије и други предмети загађују подове.

Олово у градским баштама

Откривено је 400 мг / кг олова у тлу воћњака Мирафлорес (Севиља, Шпанија), при чему је максимално дозвољено 275 мг / кг.

Олово које апсорбују културе концентровано је на 0,51 мг / кг (0,10 мг / кг максимално дозвољеног). Утврђено је да су извор загађења остаци боје у грађевинским отпадима који су претходно депоновани на том подручју.

- Биолошки

Загађење тла које изазивају живи организми може се изразити на различите начине.

Претјерано повећање популације организама који већ постоје у тлу може погоршати њихов квалитет. То је зато што микроорганизми троше кисеоник и органску материју у земљишту.

Други облик контаминације је уградња у тло биљних патогених организама као што су нематоде или гљивице, као и људски патогени.

Врсте контаминације тла

- Хемијска контаминација

То је главни облик загађења тла, који се састоји од уградње хемијских супстанци које погоршавају његов квалитет. Супстанце и начини њиховог рада веома су разнолики.

Хемикалије утичу на структуру тла, на пример изливање уља или разређивач који се користе у фракингу. Исто тако, микроорганизми су под утицајем пестицида и ђубрива који такође могу бити токсични за биљке и људе.

Пример хемијских процеса који учествују у хемијској контаминацији тла је киселост. Када се у тло додају супстанце са активностима хидронијум јона, пХ тла пада и отпуштају се токсични јони метала.

- Физичка контаминација

Постоји физичко загађење тла при додавању загађујућих материја или промени његове структуре. У првом случају имамо депоније чврстог отпада на тлу, попут смећа или отпада.

Што се тиче промјене структуре тла, најочитија је појава сабијање. То се може догодити газењем животиња у активностима стоке или дјеловањем машина.

Сабијање тла у Сједињеним Државама. Извор: ваздухопловне снаге Сједињених Држава, МСгт. Рицкие Д. Бицкле

У пољопривредном случају, прекомерна употреба машина мења структуру тла и утиче на његову физичку плодност. То се догађа када се направе бројни пролази дрљаче који завршавају уситњавање тла.

Када се врши више пролаза за орање на константној дубини, ствара се такозвани подни плуг који се састоји од компактног слоја тла. У првом случају се потиче ерозија тла, а у другом се смањује инфилтрација.

- биолошка контаминација

Контаминирана вода, било наводњавањем, градским отпадним водама или поплавама, уноси у земљу различите патогене. Могу утицати на биљке, животиње или људе.

На пример, канализација носи фекалне колиформу и друге патогене, а поплава може да носи талог загађен биљним патогеним нематодама.

- Термално загађење

Повећање температуре тла утиче на организме тла утичући на њихову влажност и оксигенацију. Ова повећања температуре могу бити узрокована високим температурама воде или ефектом глобалног загревања.

- Визуелна контаминација

Акумулације смећа и депонија на терену изазивају негативан визуелни утицај који има последице у распону од психолошких до економских.

Последице контаминације тла

- Еколошки

Биодиверзитет

Загађење тла утиче на опстанак живота у том високо биолошки активном екосуставу. У тлу радикални системи, бактерије, гљивице, протозое, нематоде, инсекти и подземни сисари постоје у сложеним антагонистичким и симбиотским односима.

У данашње време, међусобна веза између дрвећа коријена и гљивица (микоризе) постала је важна за обострану корист која може комуницирати коријенским системима различитих стабала. Микоризне гљивице у овом сложеном систему веома су подложне контаминацији тла.

Биогеохемијски циклуси и биофилтер

Тло интервенише у биогеохемијским циклусима угљеника, азота, фосфора и органских материја. Управо због ове улоге у биогеохемијским циклусима, тло испуњава функцију биофилтра, прерадом и разградњом различитих супстанци.

Тла имају капацитет да филтрирају десетине хиљада кубних километара воде сваке године. Загађење може да промени ову способност самочишћења и, према томе, утиче на животну средину.

- Антропично

Смањење пољопривредне и сточарске производње

Губитак плодности тла или његова токсичност као последица загађења смањује пољопривредну и сточарску производњу. Главни проблеми су закисељавање, сланост и дезертификација тла.

Процењује се да је више од 70% светских тла погођено или угрожено тим процесима.

Загађење пијаће воде

Контаминирана тла утичу на површинске и подземне воде увлачењем, инфилтрацијом или испирањем. Тешки метали, остаци пестицида, ђубрива и друге хемикалије на крају се исперу у изворима воде.

Агрохемикалије изазивају еутрофикацију уградњом вишка хранљивих материја у воду и подстичући експлозије становништва алги и водених биљака. Ово смањује растворени кисеоник узрокујући смрт великог броја водених врста.

Тешки метали и друге супстанце које уђу у воду токсичне су за животиње и људе.

Здравство

Контаминирана тла могу утицати на јавно здравље на бројне начине, попут гомила смећа. То су жаришта векторских болести које се развијају у отпаду.

Када дође до контаминације тешким металима, они се преносе у биљке, а одатле на човека. На пример, какао земљишта контаминирана кадмијумом, преносе овај тешки метал апсорпцијом у какао и одатле у чоколаду.

Дуготрајно излагање кадмијуму може изазвати озбиљне проблеме са бубрезима и пробавом код људи. Такође може изазвати деминерализацију коштаног система и довести до остеопорозе.

Деградација пејзажа

Тло деградирано губитком својих природних карактеристика заузврат деградира пејзаж чији је део. У том смислу је фактор визуелног загађења, који утиче на туристичке и рекреативне активности.

Губитак економске вредности

Загађење тла чини да губи економску вриједност. То може бити последица губитка плодности у пољопривредном земљишту или деградације пејзажа који утиче на туризам.

Примери места загађења тла

- Загађење нафтом у Еквадору

Проблем загађења

Компанија Петроецуадор добила је оштре критике због загађења тла и воде у подручјима за експлоатацију нафте у источном Еквадору. Загађење је настало употребом нафтних брана око бушења.

У тим бранама се налазио отровни отпад прекривен само слојем земље. Загађивачи су се гравитацијом помешали са земљом и преплавили бране које су загађивале водене изворе.

Ресторатион

Проведене су мјере задржавања и биоремедијације. За ово су примењене водоотпорне превлаке и мреже за одвод како би се повратила загађена вода из отпада.

Тада су бране ископане и извучено тло је раширено у биопиле на које су инокулирани сојеви биоразградивих бактерија. Ове гомиле су периодично газиране и залијеване.

На овај начин је било могуће успешно третирати 140.000 тона тла на 35 контаминираних локација.

- депонија Ел Царрасцо (Буцараманга, Колумбија)

Пројекат

Ова санитарна депонија је почела да функционише 1978. као депонија на отвореном, а 1985. претворена је у санитарну депонију. Отприлике 900 тона смећа дневно се одлаже на ово место из 13 општина.

Последице

Неправилно управљање санитарним одлагалиштем узроковало је загађење тла како на градилишту, тако и у околним подручјима. Загађивачи су истискивани одљевом и испирањем, што утиче на тла и изворе воде.

Поред тога, постојање ове депоније на том подручју проузроковало је деградацију пејзажа. У 2019. години започео је дефинитивни поступак затварања јер је прекорачио корисни век.

- Цано Манамо (Делта Амацуро, Венецуела)

Ово је занимљив случај загађења тла контрапродуктивним инжењерским радовима. То је један од великих водених токова делте реке Ориноцо (Венецуела).

Пројекат

1966. Венецуеланска корпорација Гвајана одлучила је да изгради путни насип. Идеја је била да се спрече поплаве тала како би се користила за пољопривреду.

Последице

Резултати су били апсолутно контрапродуктивни, јер нису познавали еколошку динамику тла на том подручју. Смањењем протока свеже воде кроз цев, слана вода из мора продрла је у унутрашњост, а сува и газирана тла постала су кисела.

Тла на том подручју имају прошириве глине које се при сушењу пукну, утичући на структуру. У дубоким хоризонтима постоје сумпорни пирити који, када су у контакту са ваздухом, формирају сумпорну киселину.

Све ово представљало је еколошку и друштвену трагедију, пошто су погођени аутохтони традиционални становници делте Варао.

Решења

- Превентивно

Еколошка пољопривреда

Да би се смањило загађење земљишта, неопходно је спровести еколошки прихватљивију пољопривреду. Неопходно је смањити употребу агрохемикалија и мање интензивну употребу пољопривредних машина.

Органска пољопривреда и минимална обрада тла су алтернативе које смањују загађење тла. Ово смањује употребу хемијских пестицида и неорганских ђубрива и мало је тешке пољопривредне механизације.

Контрола отпада

Да би се избегла контаминација тла, неопходно је смањити отпад који до њега дође. За то се морају применити интегрисани системи за управљање чврстим отпадом, контролу градских и индустријских отпадних вода и емисије индустријских гасова.

- рестаурација

Постоје методе за разградњу загађивача у земљишту које се разликују у зависности од врсте тла и природе загађивача. У неким се случајевима ови поступци изводе на лицу мјеста, примјењујући их на тло у његовом природном положају.

Други приступ су ек ситу методе, које захтевају премештање тла на одговарајуће локације. Међутим, пренос тла је ограничен на врло специфичне случајеве, због његових трошкова и логистичких потешкоћа.

Хемијска обнова

Ово се састоји од примене одређених хемикалија које разграђују загађиваче или неутралишу њихово дејство. На пример, хемијска катализа, заснована на употреби оксидационих материја (хидроген пероксида или калијум перманганата).

Пример неутрализације је употреба пољопривредног креча за корекцију киселости тла. Такође уградња органске материје у тло погодује опоравку његове структуре и биолошке активности.

Биолошка обнова или био-опоравак

У случају контаминације нафтом, користе се бактерије и гљивице које могу разградити угљоводонике.

Суочене са контаминацијом тла тешким металима, користи се фиторемедијација или фитокорекција. За то се користе биљне врсте толерантне на тешке метале, попут врсте Алиссум мурале, која представља хиперакумулацију никла.

Биљке се могу сакупљати и на тај начин издвојити метале (фитоекстракција) или биљке разградити метале у свом метаболизму (фитодеградација). Критеријуми фитостабилизације се такође могу користити за садњу биљака које једноставно задржавају метале.

Физичка обнова

Један од приступа је уклањање загађујућих остатака из земље, попут скупљања отпада или акумулираног на земљи. На пример, уклањање депоније или уклањање отпадака.

У случају тешких метала користе се заштитне баријере које спречавају њихову покретљивост. За испарљиве загађиваче попут лаких угљоводоника или нехлорованих растварача, прозрачивање тла помоћу плуга може бити довољно.

Друга опција је изградња бунара за вађење ваздуха како би се олакшало испаравање загађивача.

Загађивачи се могу уклонити и електричном енергијом (електрокинетика). У земљу се убацују електроде и ствара се електрична струја ниског интензитета која таложи загађиваче.

Референце

1. Алонсо-Риесцо Р (2012). Пројекат обнављања тла загађених угљоводоницима. Пројект завршне године Виша техничка школа инжењера, Аутономни универзитет у Барселони. 115 п.
2. Броокес ПЦ (1995). Употреба микробних параметара у праћењу загађења тла тешким металима. Биологија и плодност тла 19: 269–279.
3. Диез-Лазаро ФЈ (2008). Фито-корекција тла загађених тешким металима: Процена толерантних биљака и оптимизација процеса агрономским поступцима. Одељење за науку о земљишту и пољопривредну хемију, Универзитет Сантиаго де Цомпостела. 336 п.
4. Дукбури Т (1985). Еколошки аспекти реакција тешких метала у микроорганизмима. Напредак микробне екологије: 185–235.
5. Мирсал ИА (2008). Загађење земљишта. Порекло, надзор и санација. Спрингер, Берлин, Хајделберг, Немачка. 312 п.